多孔媒体流量模块

多孔媒体的流量缓慢

达西定律描述了主要由压力梯度驱动的完全饱和的多孔介质中的流体运动，并且由于流体中的剪切应力而引起的动量运输可以忽略不计。这达西定律界面计算压力，然后由压力梯度，流体粘度和渗透率确定速度场。这层次达西定律界面可用于模拟流体流经分层多孔介质（例如纸板，复合材料或胶合板）中的流体流动。

可变饱和的多孔介质流

理查兹的方程式描述了部分饱和的多孔介质中的水的运动，这是随着流体在多孔介质中移动，填充一些孔并排出其他孔时的液压特性的变化。这理查兹的方程式界面包括可供选择的内置流体保留模型，例如Van Genuchten或Brooks-Corey模型。类似于达西定律接口，仅计算压力。理查兹的方程式是非线性的，这是因为液压性能根据饱和度而变化，这可能使得在没有计算软件的情况下解决它的挑战。

断裂流

多孔介质内的裂缝会影响通过多孔矩阵的流量。这断裂流界面根据用户定义的光圈求解3D矩阵内的内部（2D）边界的压力。计算的压力自动耦合到描述周围矩阵中多孔介质流动的物理，这一近似值节省了与裂缝相关的时间和计算资源。

多孔介质中的多相流

相运输的功能可以与达西的律法界面以模拟具有任意数量相位的多孔介质中的多相流。用户可以指定多孔介质属性，例如相对渗透率和阶段之间的毛细管压力。这些属性以多个物理的耦合在相之间传递多孔介质中的相运输接口到达西的律法界面。

毛弹性

压实和肿胀可以用专用的物理界面来建模，用于孔隙弹性，该界面将Darcy定律的瞬时公式与多孔矩阵的线性弹性材料模型结合在一起。流体流动会影响多孔介质的可压缩性，而体积菌株的变化反过来会影响动量，材料和热传输。为了采用这些影响，毛弹性多物理界面包括应力张量的表达，这是体积应变的函数和生物 - 意外系数。

也可用毛弹性，分层外壳多物理界面可以实现每层具有不同材料属性的多层域（纸板，复合材料等）的建模。

在多孔介质和裂缝中运输化学物种

这comsol多物理学^®仿真软件包含通过对流，扩散，分散，吸附和任意数量的化学物质数量来定义稀释溶液或混合物中材料转运的直观功能。这些很容易连接到可逆，不可逆和平衡反应动力学的定义，通过将多孔介质流量模块与化学反应工程模块。使用多孔介质流块模块，您可以将此功能扩展到多孔介质和断裂。

多孔媒体中的快速流动

Brinkman方程解释了多孔介质中快速移动的流体，其流体速度，压力和重力驱动流动的动力学潜力。Brinkman方程接口概括了达西定律，以通过粘性剪切方式计算动能的耗散，类似于Navier -Stokes方程。

非达尔西流

达西定律和布林克曼对达西定律的纠正只有在毛孔中的间隙速度足够低的时候适用，以至于爬行的流量近似保持。对于较高的间质速度，可以在动量方程中包括其他非线性校正。这达西的律法和Brinkman方程接口包括渗透率模型的非darcian选项，Forchheimer和Ergun模型Brinkman方程界面以及Forchheimer，Ergun，Burke -Plummer和Klinkenberg模型达西的律法和多孔介质中的多相流接口。

在多孔介质中传热

多孔介质中的传热是通过传导，对流和分散发生的。分散是由多孔介质中液体的曲折路径引起的，如果仅考虑平均对流项，则不会描述。在许多情况下，固相可以由具有不同电导率的多种材料组成，并且也可能有许多不同的流体。这在多孔介质中传热界面自动说明了这些因素，并提供了混合规则来计算有效的传热属性。

为了对局部热非平衡进行建模，您可以使用内置技术，将夫妻分离为流体和多孔矩阵温度场分开方程，以说明孔中流体 - 固体界面处的热传递。

热和水分传输

纸，木材和其他多孔材料中的热量和水分管理对于建筑组件和消费包装的设计至关重要。这热量和水分流多物理界面用于模拟流体特性可能取决于蒸气浓度的传热和水分传输。

此外，还有一些工具可以分析表面上的水冷凝和蒸发，以及用于分析热量和水分储存，潜热效应以及水分扩散和运输水分的专业特征。

层流和爬行

为了最大程度的灵活性，多孔介质流量模块包括在自由媒体和多孔介质中模拟流量的能力。在相对较低的雷诺数上对瞬态和稳定流进行建模是可能的层流和爬行流接口。流体粘度可能取决于局部组成和温度，或与流体流相结合的任何其他场。

高级自由流选择

当将多孔介质流量模块与CFD模块或者聚合物流量模块，可以包括非牛顿液，例如权力法，，，，卡罗， 和宾厄姆。通常，密度，粘度和动量来源可以是温度，组成，剪切速率和任何其他因变量以及因变量的衍生物的任意功能。

此外，使用CFD模块，您可以将快速流量与自由湍流相结合。